自制教具激发物理教学新活力

杨香云

摘 要：利用生活中常见材料和废弃物自制教具，指导学生动手完成实验，改进原有实验器材，提高实验效果.这不仅有利于学生对知识的理解掌握，也提高了学生的科学素养.自制教具，既培养了学生勤俭节约的优良品质，又提高了学生的实验能力和创新能力.利用自制教具进行实验所达到的效果，是任何现有仪器所不具备和不能代替的.

关键词：变“废”为“宝”；提高教学效果；设计巧妙；容易制作

物理是一门以实验为基础的学科，实验教学是其教学中的重要组成部分.实验教具则是物理实验的物质基础，对实现教学目标、提高教学质量具有不可替代的作用.随着物理教学改革的不断深入，教材内容不断更新，课程设计更加贴近学生日常生活，“从生活到物理，从物理到社会”的课程思想落实更加深入，教师在引领学生进行科学探究时，对实验器材要求更加日常化，更加接地气.

很多学校物理教学设备配备不足，仪器老化落后，程式化严重，使得部分现有实验教具教学效果不好，不能满足教学需要，大大地阻碍物理实验教学的顺利开展.因此，在学校采购、更新实验器材的同时，教师带领学生就地取材，自制并使用教具十分必要和迫切.

现结合自己多年教学实践经验，对自制教具在物理教学中的独特魅力浅谈认识：

1 什么是自制教具

自制教具是指教师和学生，利用简便易行的方法，就地取材，按照教学需求自己动手制作的教与学的器具.诺贝尔奖获得者李政道博士曾经说过：自己制作的教具，永远比买来的好.国外通常把自制教具称为“无价”或“廉价”教具，这种称呼指花钱少，不是指教具作用低.麦克斯韦说过“实验的教育价值与仪器的复杂性成反比，学生自制的仪器，虽然经常出问题，但它却会比用仔细调节好的仪器能学到更多的东西”.可见，各国教育人士都非常推崇自制教具，并大力提倡.

其实，教师自制教具的过程，就是钻研教材、研究教学、研制和改进仪器的过程.利用自制教具不仅改进了实验教学方法，提高了实验效果，也更容易突出教学重点，并突破难点，从而全面提高了教学质量.学生自制教具的过程是学生利用所学到的知识，通过创造性思维和动手制作，转化为实物、成果的过程.这一过程不仅使所学知识得到了巩固和运用，更重要的是，使学生的思维能力、动手能力、创造能力都得到了培养.

2 自制教具在物理教学中的作用

2.1 自制教具落实了新课标的要求：从生活走向物理，物理应用于生活

自制教具可以利用的材料很多，如：硬纸板、易拉罐、 玻璃瓶、梳子、鸡蛋、小灯泡等，这些材料都是学生见过的或者使用过的，学生已经对它们有了一定的感性认识.现在他们利用熟悉的物品来完成物理实验，可以从“已知”的环境中发现“未知”，对物理知识会倍感亲切，并产生强烈的探求欲望和学习兴趣，从而对所得到的物理知识倍感认同.学生自己动手研制的教具，也使学生清楚地了解自制教具的结构和工作原理，加深对物理知识的掌握和运用.学生通过自己独特的认知方式和生活经验，对外在信息进行心理加工、組织，再通过实践加以演练，有利于构建成系统的物理知识体系.

2.2 自制教具实现变“废”为“宝”

利用生活中一些废弃物如小铁丝、废铁片、木材下脚料、用完的一次性针管，小药瓶（注意消毒）等，制作出各种各样的教具，即就地取材、修旧利废、因陋就简，创造条件指导学生进行实验教学.著名物理教育家朱正元教授曾说过“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验，”就是说在物理实验教学中要大力倡导自制教具.例如讲到温度对电阻大小的影响时，没有教学仪器，可利用废旧白炽灯的钨丝，连入带有小灯泡的串联电路中，用酒精灯给钨丝加热，让学生观察小灯泡亮度的变化.而小灯泡的亮度变化，非常直观地反映了电阻大小与温度之间的关系.这既解决了实验器材不足问题，又节省了教育经费.

例如将一只矿泉水瓶底部剪去，然后瓶底向上，瓶口朝下，放入乒乓球，然后往瓶底倒水，直至水倒满（瓶口无盖），有少量水从瓶口流出，此时乒乓球不上浮；用手堵住瓶口后，乒乓球上浮到液面，这一现象让学生心生好奇，迫切想探明原因.通过分析这一实验现象，学生更容易明白浮力产生的原因就是：浸在液体中的物体受到液体对它产生的向上和向下的压力差.

如果老师制作的教具吸引了学生，在其影响下，学生都想自己亲手做，那么他们在生活中，就会处处留心，观察哪些材料、物品可以用来做教具.并且会认真研究老师的教具，思考其能不能改进，让实验效果更好，这样可以更有效地培养学生的实践能力和创新精神.

2.3 自制教具可成为学生和家长交流沟通的桥梁

有些自制教具具有魔术效果，学生回到家中把这些“魔术”给家长表演，既让家长对孩子的表现感到惊叹，又会让学生具有成就感.

例如在研究物体的浮沉时，将由一个药瓶制成的“浮沉子”放入一个盛水的饮料瓶内，就能表演魔术——“听话的小瓶子”；在学习浮力产生的原因时，利用矿泉水瓶、乒乓球和水，让学生给家长表演魔术——“被水压住的乒乓球”；在学习流体压强和流速关系时，利用漏斗和乒乓球，让学生表演魔术——“吹不跑的小球”……这些魔术先让家长来破解，然后再让学生给家长解释其原理.还有些教具，学生在家长的帮助下会完成地更好.比如，有的家长比较精通电路，利用这个优势，电学部分内容学完之后，让学生自制一个串、并联电路，家长把关，不合理的地方予以纠正.他们共同完成的作品，其中电池盒、开关、灯座都做得非常好，并且固定在木板上，整个电路教具很精致.这样在共同制作的过程中，既让学生巩固了知识，又加深了亲子关系.

当然，在实际的物理教学中，教师应该挖掘更多学生可以表演给家长的“魔术”，以及学生和家长可以一起制作的教具，这样既增加了学生与家长交流的机会，又让自制教具真正成为学生和家长交流沟通的桥梁.

3 自制教具在教学中的应用要求

3.1 自制教具应力求设计巧妙，取材方便，构造简单，容易制作

针对教学中的重点、难点和急需解决的问题而制作的自制教具，更能便于学生突破重难点.例如在学习温度计时，引导学生采用小药瓶、酒精、不同粗细的吸管，自制多个温度计来进行对比.通过这一巧妙的设计，学生们了解温度计的改进过程，理解了温度计的原理和构造.这样不仅给学生以形象具体的认知，也提高了学生的学习积极性.这些简单易做的教具也弥补了原有教学仪器的不足.

再如，在演示证明大气压存在的马德堡半球实验时，教师补充演示了这样一个实验：取一个常吃的大萝卜，中间拦腰一切，取其带根的一半，中间挖空，然后将其用力按在一洁净的平底盘子里.这时，拎起萝卜根，会连盘子一起带起，要用很大的力气才能将它们分开.由于所用的材料极为简单（半个萝卜，一个盘子），又来自学生身边，面对这个现象，学生极为惊讶，便很想弄清其中原因.教师借机分析引导，使学生真正地认识到了大气压的存在.

3.2 自制教具应增强演示效果，提高实验现象的可见度

教材中一些演示实验效果不理想，师生可以利用生活中的物品自制教具改進实验.例如在透镜对光线的作用环节，教材中的演示实验，不仅无法让学生亲自动手，在实验中去体验成功的快乐，而且此实验利用激光灯直接在空气中照射透镜，不易观察出光的传播路径.为提高学生积极性，教师可以将演示实验改为学生探究实验，采用小组合作，共同改进教具：将无色透明大可乐瓶放在水平桌面上，在瓶中放入凸透镜或凹透镜，将点燃的香头放在瓶中，收集少量烟，形成一个“烟室”.再用激光灯对准透镜照射，观察透镜对光的作用，我们可清晰地看到光的偏折情况.这时，适当调节激光灯和透镜的高度，三束光同时照射，又可以观察到通过凸透镜的光会聚一点，通过凹透镜的光相互远离.因此，通过学生自制教具，形象直观地展现了透镜对光的作用，提高了教学效果.

有的学生还能结合生活实际，自主创新，改进教具.例如在研究《声音的产生》一节中，把正在发声的音叉放入水槽中，可是后排的学生根本看不到被激起的水波.有的同学提出在音叉旁边挂一小塑料泡沫，泡沫在发声的音叉上蹦蹦跳跳.这样不仅提高了实验现象的可见度，也使学生广泛参与，培养了学生的创新意识.

总之，自制教具在初中物理教学中天地广阔，大有可为.虽然教育事业不断发展，教育投入持续增长，各校的教学仪器日臻完善，但是仍达不到预期的教学效果.而使用自制教具能弥补以上不足，起到意想不到的作用.

师生自己动手进行设计、反复实验、协同合作，极大的提高了学生动手动脑的能力，许多奇思妙想都可以在实验中得到实践.其创作过程大大提高了学生发现问题、解决问题的创新能力，为提高学生的科学素养找到了一个极为有力的支撑点.

参考文献：

[1]陈兆华.开展自制教具活动解决实验教学问题[J].教学仪器与实验，2007，（12）.

[2]朱成巧.物理实验创新与自制教具[M].南京：南京师范大学出版社 ，2011.

[3]张道清.新课标下初中物理自制教具的探讨[J].物理教学探讨， 2009，（4）.